课题名称:广东云浮硫铁矿的环境铊污染研究

主要完成单位:广州大学环境应用化学研究所、中国科学院广州地球化学研究所
主要完成人员:陈永亨、曹小安、吴颖娟、谢文彪、王正辉、张红英等16人
起止时间:1998年9月——2001年8月

 

成果简介:
  广东省云浮黄铁矿是亚洲少有的特大型黄铁矿床,其储量居全国之冠,矿石中铊的丰度已达工业品位。据矿区地质报告,该矿床具有2000余吨铊储量。研究可知,所有黄铁矿均含铊,且条带状黄铁矿高于块状黄铁矿,铊的含量为6.6×10-6。在该黄铁矿中,铊高度分散。没有发现独立矿物,共热回收利用困难很大,该黄铁矿主要用于制取硫酸。以云浮黄铁矿石为原料的硫酸厂遍布全国数省,广东省内的硫酸厂就有29家,年消耗云浮黄铁矿石70万吨。在硫酸的生产过程中,铊广泛进入地表环境,如炉渣和炉尘中铊通过表生地球化学作用进入大气、土壤、水体、植物和生物体。炉气中铊扩散进入大气,并通过洗涤水进入水体。研究表明,广州硫酸厂洗涤废水(约140t/h)中铊的含量约在100ng/g左右;广州氮肥厂硫酸分厂的洗涤废水(约200t/h)中铊的含量约400ng/g左右,这些废水直接排入珠江,给环境带来了巨大的压力,而且威胁到子孙后代。但是,国内有关铁矿中铊的环境行为研究还十分不足。
本项目通过对广东云浮硫铁矿的环境铊污染现状和硫酸厂对硫铁矿利用过程中铊污染情况的研究,掌握和了解了铊对环境生态的危害和对人类健康的威胁,系统地开创了铊环境化学和铊环境地球化学研究。
建立了铊和汞的常规实验室分析方法,微量、痕量铊和汞分离富集方法,在10-6、10-9量级上,分析测定的相对误差<5%,回收率97%-106%,并开展了铊极谱分析法研究,为常规条件下铊污染检测奠定料基础。
获得了云浮矿区及云浮硫酸厂、广州硫酸厂和广氮硫酸厂采集的黄铁矿矿石、土壤、山泉水,矿区自来水、硫酸厂洗涤水、排放废水中铊含量数据,对工作作业区的铊污染生态环境状况和环境危机有了比较清楚的认识和了解。一般硫铁矿的铊含量范围8.4-56×10-6;尾矿中铊含量约50×10-6;炉渣中铊含量范围21-45×10-6;炉灰中铊含量30-68×10-6;矿区山泉水铊含量0.35-3.82×10-9;选矿水铊含量4.82×10-9;自来水铊含量10-32×10-12;硫酸厂洗涤水中铊含量15.4-400×10-9
静态和动态模拟淋滤实验表明,矿石样品、硫酸厂废渣,飞灰渣在不同介质条件下,铊及其它毒害元素进入环境的通量和速率受时间、温度和环境介质浓度等条件的影响。静态淋滤条件下,苹果酸介质浓度在0.05-0.20mol/L范围内,对T1释放进入环境通量增加33%,Cd增加16%,Pb增加21%;在2-10天内,T1释放进入环境通量增加23%,Cd增加17%,Pb增加15%;在25-55℃范围内,对T1释放进入环境通量增加67%,Cd增加51%,Pb增加51%。在12h的动态淋滤条件下,不同炉灰渣在不同酸度、不同介质体系中,对T1释放进入环境通量范围为2.4-18‰;Pb释放率0.02-5.7‰;Cd释放率0.65-167‰;Co释放率0.16-68‰;Mo释放率0.27-120‰;Mn释放率0.03-256‰;Ni释放率1.1-11‰;Sb释放率0.24-2.7‰,这些数据为环境污染的控制和治理提供了定量的基础数据和参考材料。

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